El concepto de propagación de levadura para cervecerías.

Transcripción

1 YEAST-STAR : El concepto de propagación de levadura para cervecerías. engineering for a better world GEA Process Engineering

2 Siempre la solución correcta. Las secuencias óptimas de proceso, diseño higiénico y un manejo cuidadoso del producto son la base de nuestros sistemas de proceso. Ya sea un sistema de equipos estándar ó uno fabricado completamente a la medida, puede estar seguro que GEA Brewery Systems tiene la experiencia y el conocimiento para ofrecerle una solución perfectamente adaptada a sus requisitos. Al diseñar un nuevo sistema utilizamos principios probados y reconocidos, modificándoles de acuerdo a cada caso individual. La estrategia asegura una capacidad de planta óptima y una funcionalidad máxima. Esto significa para nuestros clientes, eficiencia y fiabilidad del sistema. GEA Brewery Systems ha ganado mucha experiencia sobre todo en el campo de la propagación de levadura. Junto con la tecnología más moderna y los requerimientos de nuestros clientes, esta experiencia forma la base de nuestro sistema de propagación de levadura YEAST-STAR. Características del sistema YEAST-STAR Levadura vital con alta capacidad de fermentación Menor número de equipos Excelentes índices de aireación Dispositivo de circulación Estación de aire estéril con filtro vela y colector de producto Opcional: Medición de alcohol en línea, definición del número de células de levadura, etc. Lo más importante en la bodega de fermentación la gestión de la levadura La gestión de la levadura es lo más importante en la planta cervecera. Para la propagación ideal y por lo tanto buena cerveza un diseño higiénico de planta es esencial. La calidad de la levadura se define particularmente por la conservación de la viabilidad de la levadura y por la vitalidad óptima de esta. GEA Brewery Systems ofrece todo lo necesario para una gestión completa de la levadura. La levadura es el componente más importante en la producción de cerveza sus propiedades ejercen una influencia absoluta sobre la calidad, sabor y filtrabilidad de la cerveza. A medida que aumenta la variedad de tipos de cerveza, el grado de automatización también aumenta. Por lo tanto la gestión profesional de la levadura también adquiere más importancia. Aparte de la selección de la cepa de levadura, el cultivo y propagación de células saludables de levadura, el reciclaje del exceso de levadura también juega un papel significativo. La meta es crear las condiciones ideales para la levadura, desde la propagación de esta hasta su almacenamiento. Esto es esencial para un proceso de fermentación estable y reproducible, y para una calidad superior y consistente de cerveza. Los sistemas de gestión de levadura de GEA Brewery Systems cumplen con las más altas normas de higiene La limpieza de los tanques y tuberías puede realizarse a temperaturas elevadas se puede utilizar vapor en el sistema completo. Tanto la aireación como el mezclado homogéneo se realizan con una mínima tensión de cizalladura. 2

3 Soluciones estándar ajustadas individualmente Hemos desarrollado nuestro sistema estandarizado YEAST-STAR en base a nuestra gran experiencia en el campo de la propagación de levadura. La aplicación y combinación de componentes y procedimientos comprobados aseguran una excelente propagación de levadura caracterizada por su alta reproducibilidad y su altísima calidad de levadura. El YEAST-STAR posee cuatro características fundamentales: Homogenización meticulosa de la suspensión de levadura Aireación óptima Control de temperatura adaptado al proceso total Alimentación de levadura especial El método aplicado es particularmente meticuloso y se adapta a los requisitos específicos de la levadura. Con la tecnología de proceso especial, optimizamos el proceso de propagación y por lo tanto hablamos de asimilación. El propósito es de preparar la levadura durante la fase de propagación para las condiciones de fermentación posteriores. El proceso comprobado de fermentación alimentada repetida crea condiciones estables continuamente en el tanque de propagación. Por lo tanto, la levadura no pasa por todos los estados fisiológicos: Permanece todo el tiempo en la fase de crecimiento logarítmico. Esto conduce a levadura fermentando activamente con un porcentaje especialmente alto de células viables. Además, la cantidad de levadura requerida se produce en poco tiempo. Dependiendo de la composición de nutrientes y la cepa de levadura, se obtienen de 100 a 120 millones (células/ml) de células de levadura, duplicándose en aproximadamente 8 horas. Se han alcanzado hasta 160 millones de células/ml con el YEAST-STAR. GEA Brewery Systems ha desarrollado tres tipos básicos de sistemas para propagación de levadura que se diferencian en el grado de automatización: manual, semi-automático, automático. GEA Brewery Systems siempre tiene la solución apropiada. Los principios técnicos y el control de proceso permanecen iguales. Concentración [C] I II III IV Tipo de YEAST-STAR Características Básico Estándar High-End Manual x Sistema general Semi-automático x Automático x Conexión Automático x de proceso Aireación Automático x x Homogenización Automático x x Control Automático x x de temperatura Conexión CIP Automático x Curso típico de la propagación de levadura I: Fase Lag (fase inicio) II: Fase log (fase logarítmica) proceso de asimilación III: Fase estacionaria IV: Fase muerte de células Tiempo [t] El grado de automatización en el YEAST-STAR se ajusta a los requerimientos del cliente La capacidad del YEAST-STAR está diseñada de acuerdo a los requerimientos de la cervecería. Solo de este modo es posible producir las cantidad óptima de levadura en el momento exacto en que se necesita. Con los programas de cálculo estándares podemos determinar fácil y rápidamente los parámetros de diseño de su YEAST-STAR de acuerdo a sus requerimientos individuales. 3

4 La mejor calidad de levadura como objetivo principal. Los componentes principales del YEAST-STAR son el tanque propagador y el tanque asimilador. Ambos contienen los mismos componentes técnicos pero se utilizan para procesos diferentes. Debido a que no hay agitadores, no existe el riesgo de infección proveniente de componentes incorporados. La limpieza fácil y la seguridad microbiológica son fundamentales y son características especiales del YEAST-STAR. La cantidad de levadura requerida para el proceso de asimilación se produce con el método de uso único en el propagador. La suspensión de levadura de un émbolo de Carlsberg se introduce al propagador y se mezcla gradualmente con mosto, al mismo tiempo que se airea y homogeniza, hasta obtener la cantidad de levadura con la concentración de células deseada. Luego el contenido del propagador se traslada al asimilador donde se mezcla de nuevo con mosto fresco, se airea y homogeniza. En este proceso se producen la cantidad de levadura requerida para introducir en el tanque de fermentación, como también una cantidad residual que permanece en el asimilador. Este residuo se utiliza para el próximo paso de propagación durante el proceso de fermentación alimentada repetida. Aireación Resumen de ventajas: Mezclado adicional Reducción de efecto oxidante Menor formación de espuma Excelente seguridad en el proceso microbiológico La aireación de los tanques se realiza con un tubo de aireación vertical en el cono. El sencillo diseño, sin componentes rotativos internos, asegura una limpieza meticulosa. Además, un colector de producto impide que este retorne al sistema estéril de aireación. En este caso también, la seguridad del producto es de suma importancia. Homogenización Resumen de ventajas: Mezclado particularmente homogéneo No daña el producto debido a la poca tensión de cizalladura y la poca formación de espuma El YEAST-STAR se basa en el traslado de la suspensión a través de un tubo de circulación, impulsado por una bomba centrífuga con velocidad regulada. La baja velocidad del flujo de 1 m/s, minimiza la tensión de cizalladura y aumenta significativamente la vitalidad y viabilidad de la levadura. Salida de tanque La tubuladura de retorno de la línea de circulación se encuentra debajo del nivel mínimo de llenado en el cuerpo del tanque lo cuál permite una mezcla homogénea del contenido del tanque. Aire Dispositivo de aireación en la salida del tanque 4

5 Control de temperatura Para un inicio más rápido de la fermentación se crean en el asimilador condiciones parecidas a las de la fermentación. Se ha comprobado que una graduación de temperaturas de 6 C sobre la temperatura de fermentación es particularmente apropiada. Con esta progresión de temperaturas, el inicio de la fermentación se precipita lo cuál afecta positivamente los tiempos de ocupación de los tanques de fermentación. Colector (trampa) de producto para la separación segura del aire estéril del proceso Si la aireación es hecha con oxígeno ó con aire, la utilización de equipos de medición hechos a la medida asegura un control óptimo del proceso de aireación. Todo es posible aireación en intervalos de tiempo fijos con flujos de volumen específicos, aireación ajustada a la concentración de oxígeno ó, aireación dependiendo del número de células. El equipo de medición y el grado de automatización del YEAST-STAR se ajustan a las necesidades particulares del cliente. Aireación excesiva se evita para reducir los efectos oxidantes y la descarga de células de levadura de la suspensión durante la formación de espuma. Alimentación Ventajas en resumen: No necesita esterilizarse el mosto una gama completa de nutrientes está disponible Sobre-alimentación de la levadura no existe minimización de procesos secundarios indeseados Las condiciones deben ser similares a aquellas durante la fermentación no solo en cuanto al control de temperatura sino también en cuanto al abastecimiento de nutrientes. La levadura que fermenta activamente desde un principio debe de ajustarse a la composición de los nutrientes. Por lo tanto pasos adicionales de tratamiento del mosto tales como la esterilización de este, no se realizan en el sistema básico. El calentamiento del mosto provoca la reducción del contenido nutritivo del mosto. El espectro completo de los ingredientes es necesario para la propagación de la levadura. Si la levadura no se ajusta a este espectro, puede que surjan efectos contraproducentes aún durante la fermentación. Debido a que el mosto no se vuelve a esterilizar, es particularmente importante que la unidad de propagación sea fabricada de acuerdo a las normas EHEDG. Estas son la base de nuestros sistemas de proceso. Es esencial que la concentración de levadura no disminuya bajo la concentración mínima de 20 millones de células por ml, para que la resistencia de las células de levadura contra infecciones se maximice. Procesos secundarios indeseados se minimizan por medio de una mejora de la proporción entre el número de células de levadura y la concentración de nutrientes. 5

6 Calidad de la levadura Nuestra conclusión. El siguiente diagrama muestra la distribución del valor ICP de una muestra de levadura medida en Weihenstephan. La calidad de la levadura fue determinada por la medida citométrica del flujo del valor ph intracelular (ICP). La distribución está casi completamente por encima del valor 6,0 y puede ser considerada como muy buena. El detergente se remueve del sistema de propagación a través de la línea de retorno impulsado por la bomba de retorno CIP. También es posible esterilizar la tubería y los tanques con vapor Distribución ICP Conteo de células ,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 ICP Distribución del valor ICP en la muestra de levadura de una cervecería Alemana Abastecimiento de aire y limpieza (CIP) Ventajas en resumen: Seguridad microbiológica debida a excelentes resultados de limpieza Diseño flexible y compacto Fácil distribución y regulación de CIP/gas (abastecimiento y remoción) Dependiendo del grado de automatización del sistema, el abastecimiento de gas y CIP también está equipado con codos giratorios o con válvulas de asiento automáticas. Con estos componentes es posible regular el suministro de aire y la distribución del detergente. Los tanques de propagación son suministrados con detergente a través de bolas rociadoras. El detergente del CIP se acumula en el tanque y es trasladado a través de la tubería de circulación para la limpieza total de la grifería. La conexión para la limpieza del mecanismo de aireación se encuentra en la tubería de circulación para que este pueda ser limpiado y además no haya áreas en el tanque sin ser rociadas. El resultado es una excelente limpieza. Conexión y dosificación de levadura Para la correcta dosificación de levadura, se debe de conocer la calidad de la levadura y su concentración. Para esto, GEA Brewery Systems proporciona varias herramientas de análisis, desde la dosificación volumétrica hasta la medición del número viable de células. La gestión óptima de la levadura además de los instrumentos adecuados aseguran procesos reproducibles. Esto ejerce una influencia positiva sobre el proceso de fermentación, la filtrabilidad y finalmente la calidad de la cerveza. Para tales conceptos de sistema GEA Brewery Systems ya puede desarrollar numerosas soluciones de acuerdo a especificaciones individuales integrarlas exitosamente a muchas instalaciones en todo el mundo. 6

7 YEAST-STAR propagación optimizada con el método de dos tanques Paso 1: Introducir el contenido del émbolo de Carlsberg al propagador y gradualmente llenarlo con el mosto. Paso 2: Trasladar el contenido del propagador al asimilador. Paso 3: Llenar el asimilador gradualmente con mosto hasta alcanzar el volumen final. Paso 4: 80 % del volumen se utiliza para la dosificación de levadura. Paso 5: Gradualmente cubrir y llenar nuevamente con mosto el residuo del asimilador hasta alcanzar el volumen deseado con el conteo de células requerido. DATOS & CIFRAS: Ventajas en resumen: Máxima seguridad del proceso microbiológico debido al cumplimiento con las pautas EHEDG Calidad superior y constante de la cerveza debido a células de levadura especialmente vitales y viables Nutrientes esenciales son conservados y se evita tratamiento adicional del mosto Poca formación de espuma y mezclado homogéneo gracias a una aireación y homogenización cuidadosa La mayor flexibilidad posible a través de una adaptación directa a las necesidades del cliente Concepto optimizado en cuanto a requerimientos de espacio y costos 7

8 Vivimos nuestros valores. Excelencia Pasión Integridad Consciencia GEA-versidad GEA Group es una empresa global de ingeniería mecánica con un volumen de ventas de miles de millones de euros, que realiza operaciones en más de 50 países. Fundada en 1881, la empresa es uno de los mayores proveedores de equipamiento innovador y tecnología de procesos. GEA Group forma parte del índice STOXX Europe 600. GEA Process Engineering GEA Brewery Systems GmbH Huppmann Tuchenhagen Emplazamientos: Heinrich-Huppmann-Str. 1, Kitzingen, Alemania teléfono , fax Am Industriepark 2 10, Büchen, Alemania teléfono , fax gea.com, YEAST-STAR.ES / GEA Brewery Systems GmbH / All rights reserved / Subject to modifications / Printed in Germany